沈文海

一、引言

信息化對氣象業(yè)務(wù)可能產(chǎn)生的影響以及目前氣象信息化工作中存在的問題等，筆者在過去的一段時間里已有一定程度的分析，不再贅述。本文主要從當(dāng)前信息化的主流趨勢及其給氣象信息化建設(shè)帶來的啟示入手，對目前至2020年左右氣象信息化的主題、內(nèi)涵和特征進(jìn)行研究和探討，并提出自己的結(jié)論和建議。

二、目前信息化呈現(xiàn)的新態(tài)勢

當(dāng)前信息化在云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)以及大數(shù)據(jù)等聲勢浩大的技術(shù)主題推動下，呈現(xiàn)出紛繁復(fù)雜的發(fā)展態(tài)勢，其中尤以四個“無處不在”、德國工業(yè)4.0、大平臺微應(yīng)用和智慧城市等內(nèi)容，以未來發(fā)展的標(biāo)志以及當(dāng)前信息化的主題而引起人們廣泛的關(guān)注。

（一）四個“無處不在”

“四個無處不在” （即：計算無處不在、網(wǎng)絡(luò)無處不在、數(shù)據(jù)無處不在、軟件無處不在）的局面，正在全球和中國形成，并已成為人類進(jìn)入信息時代的基本特征。

1、計算無處不在

目前，計算機(jī)已以各種形式滲透到人類社會和人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€角落。眾所周知，電腦的處理效率遠(yuǎn)高于人腦。既然計算機(jī)無處不在，如何最大限度地用好計算機(jī)，便成為衡量一個部門、單位乃至個人能力和水平的標(biāo)志，“智慧”、“智能”的概念也由此而產(chǎn)生。

既然計算無處不在，那么“智慧”、“智能”也就有可能無處不在；正是在“計算”普及的情況下，各種“智慧”和“智能”的概念才有可能產(chǎn)生和不斷發(fā)展起來。計算機(jī)的應(yīng)用水平，決定了”智慧”、“智能”的廣度和深度，因為“智慧”、“智能”都是基于“計算”的。

2、網(wǎng)絡(luò)無處不在

幾乎所有的信息化向高端的發(fā)展都以寬帶做為需求基礎(chǔ)，寬帶是人類走向網(wǎng)絡(luò)時代的必然結(jié)果之一。在寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面.世界各國目前基本上以100Mbps為目標(biāo)。以美國《國家寬帶計劃》為例，其目標(biāo)是到2020年至少1億家庭實(shí)現(xiàn)下行大于100Mbps上行大于50Mbps的寬帶接入，德國的國家寬帶戰(zhàn)略是到2018年實(shí)現(xiàn)50Mbps覆蓋100%全部家庭，到2020年50%的家庭至少100Mbps接入；而瑞典甚至已于今年提前實(shí)現(xiàn)了2015年40%的家庭和企業(yè)接入帶寬100Mbps的目標(biāo)。其它如澳大利亞、芬蘭、韓國等亦都有相應(yīng)的國家寬帶計劃、措施和已實(shí)現(xiàn)的寬帶接入速率。

在寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的洶涌大潮中，移動寬帶是引導(dǎo)寬帶建設(shè)走向廣度和深度的重要內(nèi)容。

中國早在本世紀(jì)初，便由國家發(fā)改委、中國工程院、科技部、教育部等8個部門于2003年開始醞釀發(fā)起基于我國自主研發(fā)的有別于目前互聯(lián)網(wǎng)的下一代互聯(lián)網(wǎng)，該項工作于近年來取得取得重大突破。下一代互聯(lián)網(wǎng)的示范工程已于201 3年開始陸續(xù)啟動，北京、上海、沈陽、南京、蘇州、無錫、杭州等22個城市已獲批成為第一批示范城市。

3、數(shù)據(jù)無處不在

在信息社會的今天，數(shù)據(jù)做為人類不可或缺的基本資源，其重要性已達(dá)到空前的高度。因為人類社會所涉及到的一些，從宇宙天體到海灘的沙粒、從自然界的森林湖泊到學(xué)校課堂的書桌課本、從人類感官的圖像聲音嗅覺到情感的喜怒哀樂乃至思維的痕跡和知識的記載，無不可以用數(shù)據(jù)來加以精確描述，人們已在物理世界和數(shù)字世界之間建立起近乎完美的橋梁。而當(dāng)今我們所面對的浩如煙海的數(shù)據(jù)，無論這些數(shù)據(jù)代表的物理現(xiàn)象（溫度、氣壓、雨量、文字、聲音、圖片、視頻、嗅覺觸覺等）多么復(fù)雜，歸根結(jié)蒂只有“1、0”兩個代碼。就是這兩個代碼的無窮組合代表了極其復(fù)雜且變化萬千的物理世界、情感世界和精神世界。

毋庸置疑的是，我們今天已處于繁雜繽紛的數(shù)據(jù)時代，在這個時代里，社會生活所必需的資源除能源物質(zhì)外，還必須包含信息（即：數(shù)據(jù)）?，F(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，使得人們可以方便地檢索、傳播、處理和利用數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)時代（或大數(shù)據(jù)時代），是信息時代固有的內(nèi)涵之一。

4、軟件無處不在

支撐“計算、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)”無處不在，為人類的經(jīng)濟(jì)、政治、社會、文化、軍事、科技活動做出貢獻(xiàn)的是“軟件” 軟件是信息社會中知識和智慧最重要的載體，計算、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)出現(xiàn)在何處，便一定會有相應(yīng)的軟件在該處運(yùn)行，否則計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)便無法運(yùn)行，數(shù)據(jù)資源也無法利用。沒有軟件，計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的價值將無從體現(xiàn)。

在信息社會中，對于基本業(yè)務(wù)是信息業(yè)務(wù)的氣象部門而言，軟件是衡量該部門業(yè)務(wù)能力強(qiáng)弱的重要維度軟件不強(qiáng)，計算、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、以及探測、預(yù)報、服務(wù)等都不可能強(qiáng)——因為支撐業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的是軟件。

（二）德國工業(yè)4.0

“工業(yè)4.O”的基本目標(biāo)是建立一個高度靈活的個性化、數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的活動領(lǐng)域和合作形式。

工業(yè)4.0的核心是連接，要把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品、客戶緊密地連接在一起“工業(yè)4.0”將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng) 智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施等通過信息物理系統(tǒng)（CPS）形成一個智能網(wǎng)絡(luò)，使得產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)備之間 不同的生產(chǎn)設(shè)備之間以及數(shù)字世界和物理世界之間能夠互聯(lián)，使得機(jī)器、工作部件、系統(tǒng)以及人類會通過網(wǎng)絡(luò)持續(xù)地保持?jǐn)?shù)字信息的交流.從而實(shí)現(xiàn)橫向 縱向和端對端的高度集成。

“工業(yè)4.0”的要點(diǎn)是：建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)（信息物理系統(tǒng)CPS），研究兩大主題（智能生產(chǎn)、智能工廠），實(shí)現(xiàn)三個集成（橫向集成、縱向集成和端到端集成）。在“工業(yè)4.O”的模式下，生產(chǎn)方式將發(fā)生革命性變化，由目前的大規(guī)模集中式同質(zhì)化、單向度向小規(guī)模、分散式、個性化、參與型轉(zhuǎn)變。

鑒于市面上介紹和分析德國工業(yè)4 0的材料日漸豐富，限于篇幅，不予展開介紹

（三）大平臺、微應(yīng)用

1、移動互聯(lián)推動應(yīng)用“碎片化”

移動互聯(lián)技術(shù)的迅猛發(fā)展極大改變了人們的生活和工作模式，已成為最核心的IT變革驅(qū)動力 深刻地改變著企業(yè)級應(yīng)用軟件。

移動互聯(lián)的泛在化導(dǎo)致移動智能終端的廣泛普及，而移動智能終端在帶給企業(yè)級軟件用戶使用便利，個性化體驗、業(yè)務(wù)急速創(chuàng)新的同時，也將以往客戶端/服務(wù)器運(yùn)行級別的“大應(yīng)用”前所未有的碎片化。過去的企業(yè)級軟件多是“部門級”的 “ 大”軟件，這些軟件往往模塊眾多，功能復(fù)雜，以適應(yīng)部門級的企業(yè)團(tuán)隊協(xié)同工作，但在移動互聯(lián)的驅(qū)動下，人們工作的流程從長流程變成短流程，鼠標(biāo)點(diǎn)擊變成手指觸屏，線性協(xié)作變成點(diǎn)狀聚合 大軟件系統(tǒng)不得不為適應(yīng)這種變化而被拆解為更小功能服務(wù)的小軟件服務(wù)。智能移動設(shè)備推動軟件碎片化，讓工作無時無處都可以被處理，而越來越多的碎片化的需求又進(jìn)一步反身強(qiáng)化更多智能設(shè)備的推廣使用。未來，企業(yè)級用戶將被更強(qiáng)大的移動互聯(lián)力量夾裹著，進(jìn)入碎片化應(yīng)用時代。

2、“碎片化”帶來新趨勢、“大平臺”+“微應(yīng)用”

碎片化應(yīng)用的基礎(chǔ)是基于可提供良好基礎(chǔ)計算能力的應(yīng)用基礎(chǔ)平臺。該平臺重點(diǎn)解決碎片化的應(yīng)用間的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、差異屏蔽、組件復(fù)用等問題，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的軟件應(yīng)用運(yùn)營與創(chuàng)新支撐。應(yīng)用軟件的碎片化導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)的平臺化。

平臺化的本質(zhì)是一個產(chǎn)業(yè)成熟到一定階段后，人們用來簡化復(fù)雜生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化定制的一種方法。企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)的平臺化早就發(fā)生，但在云、移動互聯(lián)技術(shù)的推動下，這個平臺將變得更大和更為有力。

3、DevOps

DevOps應(yīng)用于應(yīng)用軟件開發(fā)項目，其特點(diǎn)是摒棄傳統(tǒng)軟件工程長周期、里程碑、瀑布式的開發(fā)模式，代之以短周期開發(fā)、高頻率發(fā)布、在用戶應(yīng)用反饋的基礎(chǔ)上不斷循環(huán)迭代，以新功能替代舊功能的開發(fā)方式，是一組過程、方法與系統(tǒng)的統(tǒng)稱。

DevOps認(rèn)為，新的軟件功能只有在用戶手中才能發(fā)揮出自身的價值，因此越早發(fā)布新的軟件功能越好，因為這意味著新的軟件功能所帶來的價值實(shí)現(xiàn)的越快。DevOps的訴求是 更小、更頻繁的變更——意味著更少的風(fēng)險，讓開發(fā)人員更多地控制生產(chǎn)環(huán)境，更多地以應(yīng)用程序為中心來理解基礎(chǔ)設(shè)施，定義簡潔明了的流程，盡可能地自動化，促成開發(fā)與運(yùn)營的協(xié)作。而要實(shí)現(xiàn)DevOps的目標(biāo)，開發(fā)、技術(shù)運(yùn)營和質(zhì)量保障需要緊密協(xié)作，有機(jī)運(yùn)行，從這個意義上說，DevOps體現(xiàn)的是項目承擔(dān)機(jī)構(gòu)的一種能力。而具備DevOps能力的組織，由于團(tuán)隊間協(xié)作關(guān)系的改善，整個組織的效率因此得到提升，伴隨頻繁變化而來的生產(chǎn)環(huán)境的風(fēng)險也能得到降低。

（四）智慧城市

智慧城市是從智慧地球發(fā)展引伸而來的。有關(guān)智慧城市的參考分析書籍、材料和應(yīng)用案例俯拾皆是，礙于篇幅，本文對智慧城市不做概述?？傊?，智慧城市的本質(zhì)在于信息化與城市化的高度融合，是城市信息化向更高階段發(fā)展的表現(xiàn)。

“智慧城市”需要具備四大特征，即：全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用、以人為本的可持續(xù)創(chuàng)新。

智慧城市理念在我國城市信息化建設(shè)中已有較廣泛的應(yīng)用，如：智慧醫(yī)療、智慧健康、智慧交通、智慧城管、智慧水務(wù)、智慧物流等等。該理念在政府行業(yè)部門的信息化建設(shè)中亦有一定范圍和規(guī)模的運(yùn)用，其中尤以國家林業(yè)局2013年8月頒布的《中國智慧林業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見>為突出。此外，國家電網(wǎng)總公司在智能電網(wǎng)方面的設(shè)計和建設(shè)思路，對氣象部門的信息化建設(shè)也有相當(dāng)?shù)慕梃b意義和作用。

三、信息化新態(tài)勢的影響分析

（一）未來信息化發(fā)展的方向

1、移動應(yīng)用成為優(yōu)先

智能手機(jī)的使用極大地推動了移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展：2014年6月，中國手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模已達(dá)到5.27億超過了使用計算機(jī)上網(wǎng)的網(wǎng)民數(shù)量，預(yù)計2020年中國的網(wǎng)民人數(shù)因智能手機(jī)的普及將超過9億。

移動互聯(lián)網(wǎng)的重要性很快將超越固定互聯(lián)網(wǎng)，而移動互聯(lián)空間的擴(kuò)展又促進(jìn)移動應(yīng)用的發(fā)展。目前，移動應(yīng)用優(yōu)先已成為越來越多企業(yè)的共識。

2、云計算改變信息化發(fā)展模式

云計算是計算技術(shù)發(fā)展的一次重大變革，必將重塑信息化的發(fā)展模式，對我國信息化的未來發(fā)展影響深遠(yuǎn)，也是氣象部門業(yè)務(wù)大發(fā)展不可錯過的歷史機(jī)遇。

目前制約云計算發(fā)展的主要障礙在于數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)。發(fā)展并廣泛利用自主可控的核心技術(shù)，可以解決我國發(fā)展云計算所帶來的安全問題

3、信息系統(tǒng)：走向一體化

德國工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)企業(yè)信息系統(tǒng)的一體化，包括橫向一體化和縱向一體化。

縱向一體化 整合不同層次（如執(zhí)行裝置、 傳感裝置、控制、生產(chǎn)管理、制造、執(zhí)行及企業(yè)計劃）的各種信息系統(tǒng)。目標(biāo)是提供端到端的解決方案。

橫向一體化： 整合制造和業(yè)務(wù)規(guī)劃流程不同階段使用的各種信息系統(tǒng)，涉及公司內(nèi)部（如進(jìn)出廠物流、生產(chǎn)、營銷）和公司外部（價值網(wǎng)絡(luò)）的材料、能源、信息交換。目標(biāo)同樣是提供端到端的解決方案。

一體化將使企業(yè)信息系統(tǒng)升級為大系統(tǒng)或超巨系統(tǒng)是一個由量變到質(zhì)變的過程。

4、嵌入式“計算”催生了“智能物理系統(tǒng)”

在很多物理系統(tǒng)當(dāng)中，由于嵌入了“計算”，使得原有的系統(tǒng)由單一的物理系統(tǒng)變成由兩個主要部分組成的系統(tǒng)，即：物理（ physical）部分和計算（cyber）部分，由此構(gòu)成一類新的、工業(yè)時代所不曾有過的系統(tǒng)——智能物理系統(tǒng)：Cyber-PhysicalSystem （CPS）。

計算部分與物理部分一起工作，計算部分的計算過程與物理部分的物理過程同時進(jìn)行，信息、計算、通信和控制在一個系統(tǒng)中完成。物理系統(tǒng)因此智能化了

德國工業(yè)4.0要求在企業(yè)層面構(gòu)造智能物理系統(tǒng)，也就是將企業(yè)所有的計算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)，和企業(yè)的各種物理系統(tǒng)，如研發(fā)、生產(chǎn)、管理、營銷等，實(shí)現(xiàn)一體化，變成一個大的、企業(yè)級的智能物理系統(tǒng)。

5、軟件的碎片化和應(yīng)用軟件的去理念化

（1）軟件碎片化

所謂軟件碎片化，是指軟件將會以軟件組件群的方式出現(xiàn)在企業(yè)或者網(wǎng)絡(luò)服務(wù)領(lǐng)域，每一個軟件組件實(shí)現(xiàn)特定的有限功能，并在松耦合框架下，支持用戶的任意組合以實(shí)現(xiàn)其所需要的服務(wù)，其中每一個軟件組件可以視作一個碎片。

軟件碎片化并不意味著碎片之間毫無關(guān)聯(lián)，尤其是企業(yè)級的應(yīng)用，需要組合，需要數(shù)據(jù)通信，需要數(shù)據(jù)和計算資源，這就需要一個整體邏輯進(jìn)行支撐。因此，位于其下以支撐上述需求的應(yīng)用開發(fā)組件（應(yīng)用基礎(chǔ)平臺）是必須的，所有的軟件碎片的產(chǎn)生與部署運(yùn)行都依賴于這個組件（平臺），軟件碎片之間可以在松耦合基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有效共享和整合。 所以說，軟件碎片化是實(shí)現(xiàn)動態(tài)資源伸縮、面向服務(wù)基礎(chǔ)上的整合。最終軟件碎片化的發(fā)展將會導(dǎo)向形成大平臺+微應(yīng)用的格局。

（2）應(yīng)用軟件去理念化

個性化定制時代到來，要求企業(yè)必須面對企業(yè)個性化的挑戰(zhàn)，按照長流程、緊耦合搭建的企業(yè)級業(yè)務(wù)系統(tǒng)將會演變?yōu)橄到y(tǒng)的“單元即服務(wù)”的方式，如通信即服務(wù)、繪圖即服務(wù)等從這個角度，企業(yè)整體設(shè)計一套完整的應(yīng)用系統(tǒng)軟件已經(jīng)沒有必要，企業(yè)更需要的是面向這些子服務(wù)的應(yīng)用軟件，以及實(shí)現(xiàn)這些服務(wù)可進(jìn)行任意組合的平臺，這就是企業(yè)的未來需求。而軟件適應(yīng)這種需求的方式就是按照企業(yè)業(yè)務(wù)的服務(wù)單元形成軟件組件，在此基礎(chǔ)上通過松耦合的方式構(gòu)建整體業(yè)務(wù)目標(biāo)。從氣象業(yè)務(wù)的角度來看原來諸如MICAPS、SWAN、CIPAS等這些龐大系統(tǒng)終將面臨碎片化的趨勢。而原來這些龐大系統(tǒng)中的每一個功能都可能會成為應(yīng)用基礎(chǔ)平臺中的一個服務(wù)組件（或者說軟件碎片），以搭積木的方式提供給用戶并根據(jù)需求的變化不斷增減“積木”中的組件模塊應(yīng)用系統(tǒng)的邊界變得越來越模糊，理念也變得越來越含混。

6、產(chǎn)品生產(chǎn)方式變革巨大

生產(chǎn)方式將發(fā)生革命性變化 由目前的大規(guī)模集中式、同質(zhì)化、單向度向小規(guī)模、分散式 個性化、參與型轉(zhuǎn)變。產(chǎn)品與用戶之間的契合將達(dá)到前所未有的深度。

（二）對氣象信息化的啟示

1、“四個無處不在”標(biāo)志著環(huán)境和方法發(fā)生巨大變化

“四個無處不在“說明，與本世紀(jì)初相比信息系統(tǒng)在終端處理能力、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力、系統(tǒng)所涉及的范圍以及通過知識創(chuàng)新達(dá)到技術(shù)創(chuàng)新、業(yè)務(wù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新等方面，其能力均有大幅提高，并以此提升部門和單位的競爭力。 “四個無處不在”的局面，是關(guān)于信息化發(fā)展新思維在視角、理念、戰(zhàn)略、方法學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、管理理論等方面的基礎(chǔ)。

面對技術(shù)、環(huán)境和系統(tǒng)能力的深刻變化，氣象部門是否依然能夠循規(guī)蹈矩，墨守成規(guī)地埋頭繼續(xù)前行？

以氣象通信系統(tǒng)為例：9210工程首次實(shí)現(xiàn)了常規(guī)觀測資料的實(shí)時收集和應(yīng)用，但隨著電信公網(wǎng)的廣泛普及和能力的急速提升，2002年起氣象部門開始改租地面光纖通道作為氣象通信系統(tǒng)的主體，9210則逐漸退為輔助通信手段。而面對目前移動寬帶的迅速泛在化.氣象通信系統(tǒng)是否仍然堅持采用以地面光纖通道作為主體的氣象通信專網(wǎng)形式，而不考慮依托互聯(lián)網(wǎng)的移動寬帶的可用性問題7事實(shí)上，河南省信息中心早在二年前便已實(shí)現(xiàn)了利用GPRS收集全省2000多個地面雨量站實(shí)時數(shù)據(jù)等移動寬帶的應(yīng)用工作，其他省局也有類似的應(yīng)用，效果良好。

再如：Warehouse-scale computer（wsc，倉庫級計算機(jī)）是目前云計算背景下大規(guī)模云計算數(shù)據(jù)中心計算資源的一種主流形態(tài)，其表現(xiàn)形式是由數(shù)千臺乃至數(shù)十萬臺基本同構(gòu)（硬件、軟件）的服務(wù)器構(gòu)成一個巨大的計算資源池，以提供諸如搜索、社交網(wǎng)絡(luò)、在線地圖、視頻分享、在線商店、電子郵件、文件共享、云計算等等為主要特征的大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)。

較之普通數(shù)據(jù)中心，wsc因其規(guī)模經(jīng)濟(jì)帶來的效益是巨大的：存儲成本可減少5.7倍，管理成本可減少7.1倍，網(wǎng)絡(luò)成本可減少7.3倍，等等；這一切都是普通數(shù)據(jù)中心窮盡各種方法而無法達(dá)到的。wsc使云服務(wù)成為一種可盈利的商業(yè)模式。

2011年亞馬遜曾根據(jù)用戶需要，在其彈性計算云（EC2）上開始提供wsc架構(gòu)的高性能計算資源服務(wù)，一套由17，024顆核、65，968GB內(nèi)存、Linpack和Theoretical Peak-生能測試值分別為240.1Tflops和364.1Tflops的高性能計算資源，其租價僅為$700/小時，而該套高性能計算資源曾在2011年11月的Top500中排名42，直至兩年后的2013年11月中仍排名165。

面對如此態(tài)勢，以“高性能計算資源永遠(yuǎn)短缺”為特征的氣象數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)，有必要從現(xiàn)在起就開始探索氣象數(shù)值預(yù)報模式在由云計算數(shù)據(jù)中心所提供的高性能計算資源中運(yùn)行的可能、方法以及關(guān)鍵技術(shù)的解決方案，因為云計算數(shù)據(jù)中心可提供的高性能計算資源具有組合靈活、彈性巨大、自組帶寬、提供迅速、計費(fèi)合理、免于維護(hù)等許多以購買和定制高性能計算機(jī)所無法具備的優(yōu)勢。

2、德國工業(yè)4.O昭示著智能化是增強(qiáng)企業(yè)競爭力的必由之路

（1）整體整合

信息化在各個業(yè)務(wù)單位發(fā)展階段的水平刻度，就是該單位（或業(yè)務(wù)版塊）內(nèi)部的集成是在哪一個層次、哪一個環(huán)節(jié)、哪一個水平上的，是業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)的集成，還是業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的集成，還是整個業(yè)務(wù)流程的集成。工業(yè)4.0所要追求的就是在單位（或業(yè)務(wù)版塊）內(nèi)部實(shí)現(xiàn)所有環(huán)節(jié)信息的無縫鏈接，即所謂“縱向集成”，這是所有智能化的基礎(chǔ)。

單位（或業(yè)務(wù)版塊）內(nèi)的縱向集成固然是單位（業(yè)務(wù)版塊）智能化的基礎(chǔ)，但在目前需求瞬息萬變、市場競爭激烈的當(dāng)下，需要完成新的目標(biāo)：從單位內(nèi)部的信息集成外延到業(yè)務(wù)鏈的信息集成，從單位內(nèi)部協(xié)同研發(fā)體系發(fā)展到單位間的研發(fā)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)，即所謂“橫向集成”。橫向集成是單位（業(yè)務(wù)版塊）之間通過信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的一種資源整合，為實(shí)現(xiàn)各單位間的無縫合作提供實(shí)時產(chǎn)品與服務(wù)，推動業(yè)務(wù)管理與業(yè)務(wù)流程控制的無縫銜接和綜合集成，實(shí)現(xiàn)探測、預(yù)報預(yù)測、決策和公共服務(wù)以及業(yè)務(wù)管理等在不同單位之間的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。

（2）產(chǎn)品與用戶的深度契合

通過縱向集成、橫向集成以及端到端集成，可以使一個部門在所有業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)上做到信息的暢通無阻，從而使之能在第一時間獲得用戶對新產(chǎn)品的需求信息，迅速由最適當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)部門完成新產(chǎn)品的設(shè)計和制作，甚至可以實(shí)現(xiàn)與用戶在設(shè)計和制作過程中的信息交互，從而使得產(chǎn)品更加貼近用戶實(shí)際需求，而其中的制作過程甚至可選用社會上質(zhì)優(yōu)價廉的中小企業(yè)承擔(dān)。由于全面的信息集成，業(yè)務(wù)鏈上的各業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)在地理空間上的聚合變得不再重要，可按專業(yè)化分工而更加細(xì)碎化，而由于每個節(jié)點(diǎn)的更加專業(yè)化和節(jié)點(diǎn)承擔(dān)單位候選范圍的擴(kuò)大，那些以專業(yè)、靈活、價廉且物美的中小企業(yè)成為決策者青睞的目標(biāo)，從而使得各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行成本更加低廉，導(dǎo)致新產(chǎn)品制作總成本的大幅降低。而產(chǎn)品制作總成本的最低化，又使得產(chǎn)品的盈利不需要依靠規(guī)?；a(chǎn)，從而使得該部門完成從大規(guī)模生產(chǎn)向個性化定制的轉(zhuǎn)型、從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造的轉(zhuǎn)型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)方式由大規(guī)模、集中式、同質(zhì)化和單向度向小規(guī)模、分散式、個性化和參與型的轉(zhuǎn)變 使部門的產(chǎn)品與用戶的需求達(dá)到前所未有的深度契合，進(jìn)而提升部門的服務(wù)水平、效果和市場競爭力。

（3）信息物理系統(tǒng)的應(yīng)用

信息物理系統(tǒng)的普及，使得企業(yè)中所有設(shè)備均不同程度地具備了智能的基本特征，這為系統(tǒng)整體的智能化奠定了基礎(chǔ)

在氣象預(yù)報產(chǎn)品制作過程中，時常遇到觀探測資料數(shù)值不可信問題。究其原因，多與探測設(shè)備自身的狀態(tài)不穩(wěn)定以及周邊環(huán)境發(fā)生異常改變有關(guān)，前者可導(dǎo)致氣象要素值的可疑甚至錯誤，而后者的氣象要素值則是異常甚至災(zāi)害性天氣的實(shí)況反映，由于這些設(shè)備和環(huán)境狀態(tài)信息目前系統(tǒng)是無法得到的，質(zhì)控系統(tǒng)（數(shù)據(jù)清洗）一般將這些不可信數(shù)據(jù)一律標(biāo)識為“不可信”，從而可能會喪失掉捕捉局地災(zāi)害性天氣的機(jī)會。如果探測設(shè)備具備了一定的智能能力.非但探測氣象要素，而且能將自身狀態(tài)及周邊環(huán)境狀態(tài)的信息連同氣象要素一同實(shí)時上傳給系統(tǒng)，則“不可信”的觀探測數(shù)據(jù)的身份便可清晰鑒別了

3、軟件的服務(wù)化使創(chuàng)新環(huán)境大幅改善

為滿足用戶的個性化需求，定制化生產(chǎn)模式已成為今天企業(yè)和單位必須要面對和采用的方式一個既要滿足用戶個性化需求，又不相應(yīng)地增加成本的企業(yè)或單位，其生產(chǎn)模式應(yīng)具備以下特點(diǎn) 生產(chǎn)能力能夠動態(tài)組合、分工更加細(xì)碎但更加專業(yè)以及生產(chǎn)組織和管理的網(wǎng)絡(luò)化等 定制化生產(chǎn)時代的到來，要求必須面對個性化挑戰(zhàn)，按照長流程 緊耦合搭建的業(yè)務(wù)組織將會演變?yōu)榻M織的“單元即服務(wù)”的方式，如：數(shù)據(jù)即服務(wù)、接口即服務(wù) 繪圖即服務(wù)、算法即服務(wù)等等。如此，在業(yè)務(wù)版塊整體視野內(nèi)，把業(yè)務(wù)版塊變成由動態(tài)的組件網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的靈動的業(yè)務(wù)版塊，以便整合版塊內(nèi)外部資源 以應(yīng)對個性化挑戰(zhàn)。此外，在形成專業(yè)服務(wù)大組件的情況下，這些大組件一般可進(jìn)一步細(xì)分成更多的細(xì)分業(yè)務(wù)組件服務(wù)，如：netCDF碼壓/解碼服務(wù)、教據(jù)庫各類資料檢索接口服務(wù)、等值線/矢量圖繪制服務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析各算法服務(wù)等等，這些組件服務(wù)可以進(jìn)行更多的符合邏輯的組合協(xié)作每種新的組合都可能意味著一種新的業(yè)務(wù)能力的產(chǎn)生，業(yè)務(wù)能力的創(chuàng)新將因此變得更加便捷高效。

4、“智慧氣象”應(yīng)當(dāng)成為當(dāng)前氣象信息化的一面旗幟

與“智慧城市”相類似，“智慧氣象把氣象部門本身看成一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，由單位（人）、探測、預(yù)報預(yù)測、人工影響天氣、決策服務(wù)和公共服務(wù)等幾個核心實(shí)體和業(yè)務(wù)版塊組成這些實(shí)體和版塊形成一個普遍聯(lián)系、相互促進(jìn)、彼此影響的整體。

在未來，借助于新一代的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、決策分析優(yōu)化等智慧技術(shù)，可以將氣象各業(yè)務(wù)版塊、各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間的關(guān)系更加協(xié)調(diào)地整合起來。 如同裝上網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)，使整個氣象部門像一個有智慧的人那樣，具有較為完善的感知、認(rèn)知、學(xué)習(xí)、成長創(chuàng)新、決策、調(diào)控能力和行為意識，使之成為感知敏銳、理解正確、措施得當(dāng)，狀態(tài)健康的具有旺盛活力的生命體。

從技術(shù)內(nèi)涵來說，智慧氣象是對現(xiàn)有寬帶移動互聯(lián)技術(shù)、氣象觀探測技術(shù)、智能物理系統(tǒng)技術(shù)、人工智慧及物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息技術(shù)的高度集成，形成機(jī)器“智慧”的綜合技術(shù)；是實(shí)體基礎(chǔ)設(shè)施與信息基礎(chǔ)設(shè)施的有效結(jié)合，是信息技術(shù)在氣象業(yè)務(wù)領(lǐng)域的一種大規(guī)模的綜合普適應(yīng)用。

（1）智慧氣象的基礎(chǔ)

智慧氣象是把氣象部門看作一個有機(jī)體，著力培養(yǎng)它的監(jiān)控、學(xué)習(xí)、反應(yīng)、調(diào)整和適應(yīng)能力。因而有關(guān)信息的感知（含探測）、獲取、傳輸、處理和應(yīng)用的設(shè)施及系統(tǒng)構(gòu)成智慧氣象的基礎(chǔ)。借助于信息技術(shù)，將氣象系統(tǒng)中的觀探測設(shè)備、人影作業(yè)設(shè)備、信息基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施連接起來，成為智慧化的基礎(chǔ)設(shè)施。

（2）智慧氣象的實(shí)質(zhì)

智慧氣象理念的實(shí)質(zhì)是借助于信息技術(shù)和德國工業(yè)4.0智能生產(chǎn)、智能工廠構(gòu)想，以一種更智慧的方法感測、分析、整合氣象運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息，對各種需求做出快速和智能化的響應(yīng)，從而提高氣象系統(tǒng)的智慧水平。

（3）智慧氣象的目的

智慧氣象意味著更透徹的感知、更廣泛的互聯(lián)互通、更深入的智能化，也意味著在不同氣象業(yè)務(wù)版塊、業(yè)務(wù)單位和業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同，更合理的資源利用、最優(yōu)化的決策制定、及時預(yù)測和應(yīng)對自然界和自身潛在風(fēng)險以及社會不斷變化的氣象服務(wù)需求。目的是協(xié)調(diào)各業(yè)務(wù)和決策部門，整合優(yōu)化現(xiàn)有資源，提供更好的氣象服務(wù)。

（4）智慧氣象的標(biāo)志

全面互聯(lián)探測設(shè)備、智能傳感設(shè)備、服務(wù)窗口和社會服務(wù)需求感知系統(tǒng)等將所有氣象設(shè)施、系統(tǒng)、單位、個人和社會氣象服務(wù)受眾聯(lián)接在一起，對自然界氣象狀態(tài)、探測設(shè)備自身、業(yè)務(wù)系統(tǒng)等核心系統(tǒng)實(shí)時探測，對外界氣象服務(wù)需求實(shí)施獲取，具有更全面靈活的物與物、物與人、人與人、氣象業(yè)務(wù)與服務(wù)受眾的互聯(lián)互通和相互感知能力。

充分整合：全面的互聯(lián)，將數(shù)據(jù)整合為氣象核心系統(tǒng)的運(yùn)行布局和流程全圖。借助于發(fā)達(dá)的智慧基礎(chǔ)設(shè)施，提升信息處理和信息資源整合能力。充分的縱向整合，將各業(yè)務(wù)版塊內(nèi)功能和系統(tǒng)整合成結(jié)構(gòu)更簡單、效率更高、成本更低的業(yè)務(wù)構(gòu)成。

協(xié)同運(yùn)作：完整的橫向整合，基于智慧的基礎(chǔ)設(shè)施，將各業(yè)務(wù)版塊由業(yè)務(wù)群島整合成業(yè)務(wù)大陸，達(dá)到各業(yè)務(wù)版塊之間全面的互聯(lián)、互通和互操作。各業(yè)務(wù)版塊之間的各個關(guān)鍵系統(tǒng)和參與者進(jìn)行和諧高效地協(xié)作，提高跨單位、多層級、異地的合作能力，實(shí)現(xiàn)并保持氣象業(yè)務(wù)運(yùn)行的最佳狀態(tài)。

激勵創(chuàng)新：大幅降低業(yè)務(wù)創(chuàng)新的門檻、成本和代價，提供良好便捷的業(yè)務(wù)創(chuàng)新環(huán)境，引導(dǎo)單位和個人在智慧基礎(chǔ)設(shè)施之上進(jìn)行科技和業(yè)務(wù)的創(chuàng)新應(yīng)用，為業(yè)務(wù)提供源源不斷的發(fā)展動力，實(shí)現(xiàn)氣象事業(yè)的可持續(xù)的健康發(fā)展。

所以，智慧氣象應(yīng)當(dāng)成為當(dāng)前和未來氣象信息化的一面旗幟。

四、 “智慧氣象”的內(nèi)涵

氣象信息化是氣象現(xiàn)代化不可或缺的重要內(nèi)容，沒有氣象信息化，就沒有氣象現(xiàn)代化。以“氣發(fā)[2014]92號、98號”文件為內(nèi)容的氣象現(xiàn)代化方案，確定了在2014-2020年期間追趕國際氣象先進(jìn)業(yè)務(wù)科技水平、提升我國氣象業(yè)務(wù)“硬實(shí)力”的綱領(lǐng)性指標(biāo)，而借助先進(jìn)理念和信息技術(shù)手段，以“智慧氣象”為主題，以”高效率、高效益、高效能“為標(biāo)志、以“全面提升氣象業(yè)務(wù)綜合能力”為目標(biāo)的氣象信息化的深度開展和全面貫徹，則可大大加強(qiáng)氣象業(yè)務(wù)的“軟實(shí)力”，促進(jìn)氣象業(yè)務(wù)全面、穩(wěn)步、健康和持續(xù)發(fā)展。

筆者認(rèn)為，智慧氣象的內(nèi)涵至少包括“完整適用的感知、全面準(zhǔn)確的預(yù)測、及時滿意的服務(wù)、生動持續(xù)的創(chuàng)新“等內(nèi)容。

1、完整適用的感知

其中， “完整”：指氣象業(yè)務(wù)體系非但具有感知自然界氣象要素的能力.而且具備感知社會對氣象服務(wù)新需求、以及氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)自身實(shí)際狀態(tài)的能力。

“適用”.指不盲目追求探測及感知系統(tǒng)的規(guī)模，而是根據(jù)科學(xué)規(guī)劃以及業(yè)務(wù)發(fā)展對感知系統(tǒng)的相對準(zhǔn)確的實(shí)際需求逐步科學(xué)理性地建設(shè)和完善氣象感知系統(tǒng)。

具體內(nèi)容有以下三個方面：

（1）自然界感知（氣象探測）

在氣象信息資源規(guī)劃的指導(dǎo)下，適當(dāng)調(diào)整全國地面自動氣象站的管理歸屬格局，以滿足國省兩級常規(guī)氣象預(yù)報業(yè)務(wù)對觀探測資料的需求，在此基礎(chǔ)上，針對災(zāi)害性天氣、森林滅火、人影作業(yè)、特色農(nóng)業(yè)、專業(yè)氣象服務(wù)等特殊業(yè)務(wù)需求，充分應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，進(jìn)一步開拓和豐富加密觀測、移動觀測、臨時綜合觀測等多種觀測和通信手段，以適應(yīng)特殊業(yè)務(wù)對觀測資料在時空密度、觀測種類和時效、可移動等方面的特殊需求，同時補(bǔ)充完善與之配套的數(shù)據(jù)清洗（質(zhì)量控制）和分析方法，并形成完備高效的協(xié)調(diào)調(diào)度機(jī)制，實(shí)現(xiàn)“需要的信息可全部及時地感知并獲取”。

（2）社會需求感知

通過門戶網(wǎng)站、自助式氣象服務(wù)平臺、互聯(lián)網(wǎng)媒體等多種渠道.及時收集社會上各行業(yè)、企業(yè)、團(tuán)體乃至社區(qū)和公眾對氣象服務(wù)的需求信息，使具備及時感知社會服務(wù)需求的能力。

（3）系統(tǒng)狀態(tài)感知

借鑒“信息物理系統(tǒng)（CPS）”思路，通過嵌入式技術(shù)等方法.研究并改造氣象觀探測儀器設(shè)備使之成為既可感知自然界氣象要素的變化、又能真實(shí)反映自身狀態(tài)情況的智能探測儀器設(shè)備，在建立并完成氣象業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)狀態(tài)信息規(guī)范的基礎(chǔ)上，完成對所有氣象業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)狀態(tài)信息的獲取能力改造，使所有氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)白盒化、透明化、可視化。

2、全面準(zhǔn)確的預(yù)測

這里的“全面”是指除具備預(yù)報業(yè)務(wù)能力外，還應(yīng)具備在大量分析用戶信息的基礎(chǔ)上預(yù)測用戶潛在的新的服務(wù)需求，以及通過分析氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)狀態(tài)信息的基礎(chǔ)上預(yù)測系統(tǒng)潛在故障點(diǎn)和影響范圍的能力.“準(zhǔn)確”則是指上述預(yù)測在時效、趨勢、范圍和量級等方面都能達(dá)到精準(zhǔn)程度的能力、具體包括。

（1）氣象預(yù)報

在大力提升天氣預(yù)報、氣候預(yù)測科技水平和預(yù)報能力的基礎(chǔ)上，在強(qiáng)化和提高天氣和氣候常規(guī)業(yè)務(wù)的同時，穩(wěn)步提升專業(yè)化、個性化的預(yù)報預(yù)測能力 水平和產(chǎn)品制作時效，全面滿足政府和社會等各個層面對氣象預(yù)報的各種需求。

（2）服務(wù)需求預(yù)測

通過對各種渠道廣泛收集到的氣象服務(wù)受眾的大量行為信息的數(shù)據(jù)分析，預(yù)測出氣象服務(wù)受眾對新的服務(wù)在內(nèi)容、形式和獲取方式等方面的需求，為新服務(wù)產(chǎn)品的研制提供依據(jù)。

（3）系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測

通過網(wǎng)絡(luò)全面及時地感知部門業(yè)務(wù)體系和各業(yè)務(wù)版塊整體運(yùn)行狀態(tài)，辨識出現(xiàn)的變化，準(zhǔn)確預(yù)測可能發(fā)生的故障及其影響范圍，并作出正確反應(yīng)。

3、及時滿意的服務(wù)

所謂“及時”，是指氣象服務(wù)在時效上應(yīng)達(dá)到能充分滿足受眾的服務(wù)時效要求的程度，而 “滿意”則是指氣象服務(wù)單位與用戶之間的契合達(dá)到空前的深度，以達(dá)到服務(wù)效果的最優(yōu)化。

（1）服務(wù)團(tuán)隊能力建設(shè)

合理運(yùn)用敏捷制造思路和信息技術(shù)手段 構(gòu)建扁平化的產(chǎn)品制作機(jī)構(gòu)和業(yè)務(wù)平臺，打造水平較高，一專多能、制作迅速、注重研發(fā)和具備柔性化服務(wù)產(chǎn)品制作能力的技術(shù)團(tuán)隊，同時，綜合運(yùn)用各種通信技術(shù)手段和分析方法，準(zhǔn)確識別受眾的身份和服務(wù)需求使受眾及時得到其所需要的服務(wù)產(chǎn)品。

（2）服務(wù)產(chǎn)品制作方法

適當(dāng)吸收德國工業(yè)4.0的理念，將服務(wù)產(chǎn)品的制作方式由過去的同質(zhì)化、單向度逐步向個性化參與型方向擴(kuò)展，使氣象服務(wù)對每個受眾個體都能達(dá)到服務(wù)有效、充分滿足個性化的服務(wù)需求，以適應(yīng)決策服務(wù)和預(yù)警信息的既需要產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，更需要制作迅速、發(fā)布及時和受眾準(zhǔn)確的特征和需求。

（3）智慧人影體系的建立和有效運(yùn)行

有效運(yùn)用移動互聯(lián)和智慧城市等信息化理念和方法，將常規(guī)業(yè)務(wù)與人影作業(yè)所需特殊業(yè)務(wù)相結(jié)合，平時各司其職，用時即刻組合并有效運(yùn)轉(zhuǎn)，通過信息的集約化組合展示以及有效的作業(yè)平臺，將探測、預(yù)報、調(diào)度、作業(yè)和評估等環(huán)節(jié)結(jié)合成一個有機(jī)整體，構(gòu)成智慧的人影體系，做到 常規(guī)與專業(yè)觀測相結(jié)合，以捕捉每一個可能的天氣過程：常規(guī)與專業(yè)預(yù)報相結(jié)合，以正確識別捕捉到的天氣過程，扁平高效的指揮調(diào)度和現(xiàn)場監(jiān)測，以不錯過任何一個天氣過程，合理有效的作業(yè)步驟和手段，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的人影作業(yè)目標(biāo)，科學(xué)的評估方法，以準(zhǔn)確評價作業(yè)效果，

4、生動持續(xù)的創(chuàng)新

創(chuàng)新就氣象業(yè)務(wù)領(lǐng)域而言，除通過科技攻關(guān)達(dá)到在氣象學(xué)科和業(yè)務(wù)能力關(guān)鍵領(lǐng)域接近甚至達(dá)到國際先進(jìn)水平的科技創(chuàng)新外，還包括業(yè)務(wù)創(chuàng)新和教學(xué)創(chuàng)新。

（1）業(yè)務(wù)創(chuàng)新

通過應(yīng)用功能構(gòu)件化和應(yīng)用系統(tǒng)平臺化等方法，優(yōu)化業(yè)務(wù)功能的制作能力，簡化制作方法，大幅降低業(yè)務(wù)創(chuàng)新的成本，改善創(chuàng)新環(huán)境，并使之以良性循環(huán)方式永遠(yuǎn)持續(xù)下去。具體包括：在優(yōu)化創(chuàng)新激勵機(jī)制的同時，有效運(yùn)用云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等理念、方法和技術(shù)手段，營造豐沛高效的基礎(chǔ)資源環(huán)境、完備可靠的數(shù)據(jù)資源環(huán)境，構(gòu)成IT永遠(yuǎn)就緒的基礎(chǔ)資源服務(wù)態(tài)勢，適時引進(jìn)并在全部門逐步推廣、最終全面應(yīng)用基于SOA的面向構(gòu)件的應(yīng)用開發(fā)平臺，形成全部門的氣象業(yè)務(wù)構(gòu)件庫，建成基于SOA的應(yīng)用基礎(chǔ)平臺，實(shí)現(xiàn)氣象業(yè)務(wù)在該平臺上基于氣象業(yè)務(wù)構(gòu)件庫的自由組裝、便捷測試和快速部署應(yīng)用，以大平臺、微應(yīng)用的形式大幅降低創(chuàng)新工作的準(zhǔn)入門檻和過程成本，豐富創(chuàng)新的工作形式和內(nèi)容，開放創(chuàng)新的工作環(huán)境，以利于部門乃至全行業(yè)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新、功能創(chuàng)新、系統(tǒng)創(chuàng)新和服務(wù)創(chuàng)新。

（2）教學(xué)創(chuàng)新

在完善氣象培訓(xùn)體系、構(gòu)建動態(tài)典型災(zāi)害性天氣案例庫、雷達(dá)典型個例庫等基礎(chǔ)教學(xué)數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)上，運(yùn)用先進(jìn)的虛擬化模擬技術(shù)、計算機(jī)三維顯示技術(shù)以及聲光電等設(shè)備，完成集預(yù)報預(yù)測、數(shù)值預(yù)報釋用、天氣雷達(dá)分析應(yīng)用等功能在內(nèi)、具有創(chuàng)新應(yīng)用條件的培訓(xùn)環(huán)境的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)搭建教學(xué)創(chuàng)新環(huán)境的目標(biāo)。

五、 “智慧氣象”的特征和關(guān)鍵點(diǎn)

（一）智慧氣象的十個特征

“智慧氣象”展現(xiàn)在公眾面前的應(yīng)當(dāng)是以下十個特征適度靈活的感知、需求引導(dǎo)的預(yù)報、敏捷智能的月艮務(wù)、智慧有效的人影、充分共享的數(shù)據(jù)、移動便捷的應(yīng)用、激勵創(chuàng)新的環(huán)境、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)、集約高效的資源、統(tǒng)一簡約的管理。分別概述如下：

1、適度靈活的探測

既滿足常規(guī)氣象業(yè)務(wù)對觀探測資料的需求，也滿足災(zāi)害性天氣、森林滅火、人影作業(yè)、特色農(nóng)業(yè)、專業(yè)氣象服務(wù)等特殊業(yè)務(wù)所需加密時空觀測資料的獲取，同時還可滿足氣象科研工作對觀探測資料的基本需求：形成固定觀測與移動觀測相結(jié)合、常規(guī)觀測與加密觀測相補(bǔ)充的，平時常規(guī)觀測，特殊/臨時/應(yīng)急時加密和移動觀測予以補(bǔ)充的，管理層級界面清晰、指揮調(diào)度靈活、反應(yīng)快捷到位的氣象觀探測業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

2、需求引導(dǎo)的預(yù)報

在決策和公眾服務(wù)需求的引領(lǐng)下，構(gòu)建既能夠制作高水平的常規(guī)預(yù)報產(chǎn)品，也能夠快速適應(yīng)外界變化需求，敏捷地制作能滿足各種決策服務(wù)、專業(yè)服務(wù)、公眾服務(wù)以及個性化服務(wù)的高水平的預(yù)報產(chǎn)品的預(yù)報預(yù)測業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

3、敏捷智能的服務(wù)

除高水平的常規(guī)氣象服務(wù)能力外，逐步培養(yǎng)具有及時獲悉并正確理解公眾和社會團(tuán)體對氣象服務(wù)的新需求的能力和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，以分布式專業(yè)化分工格局制作個性化氣象服務(wù)產(chǎn)品，并盡可能做到用戶在服務(wù)產(chǎn)品制作過程中的適當(dāng)參與，以使氣象服務(wù)效果在時效和用戶需求契合度方面都能達(dá)到最優(yōu)化。

4、智慧有效的人影

具備捕捉每一個可能的天氣過程、正確識別捕捉到的天氣過程的作業(yè)潛力、靈活高效的指揮調(diào)度和現(xiàn)場監(jiān)測、合理有效的作業(yè)步驟和手段、客觀科學(xué)的評估方法等方面的能力。

5、充分共享的數(shù)據(jù)

氣象部門和行業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)氣象觀探測數(shù)據(jù)、預(yù)報預(yù)測和服務(wù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、科研產(chǎn)品數(shù)據(jù)等所有信息資源的充分共享，在政策法規(guī)范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)順暢的對外共享，以及行業(yè)間的數(shù)據(jù)充分共享。

6，移動便捷的應(yīng)用

氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)廣泛云端/客戶端化，業(yè)務(wù)人員可使用iphone、ipad等移動智能終端，通過移動寬帶網(wǎng)使用云端的業(yè)務(wù)資源、業(yè)務(wù)功能和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在遠(yuǎn)程和移動中完成業(yè)務(wù)工作，改善并拓寬國、省尤其是地市和縣級氣象業(yè)務(wù)工作者的業(yè)務(wù)工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)縣級業(yè)務(wù)系統(tǒng)“零維護(hù)”。

7、激勵創(chuàng)新的環(huán)境

通用和專用氣象業(yè)務(wù)功能模塊和氣象算法完成功能組件封裝，通過逐步積累形成完備的氣象業(yè)務(wù)功能構(gòu)件庫，使業(yè)務(wù)開發(fā)人員在氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用基礎(chǔ)平臺上可實(shí)現(xiàn)基于構(gòu)件庫的可視化拖拽式應(yīng)用軟件組裝，在不編寫代碼的基礎(chǔ)上完成氣象應(yīng)用軟件的構(gòu)建，從而大大降低氣象應(yīng)用軟件的開發(fā)難度，大幅度提高軟件的研發(fā)速度，使業(yè)務(wù)創(chuàng)新成本達(dá)到最小化。

8、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)

以氣象探測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范氣象觀探測儀器的生產(chǎn)過程和產(chǎn)品規(guī)格，以氣象數(shù)據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范氣象數(shù)據(jù)的格式、傳輸方式、處理和存儲管理方式、檢索方式以及發(fā)布方式，以IT技術(shù)架構(gòu)規(guī)范各級業(yè)務(wù)和科研人員的應(yīng)用開發(fā)產(chǎn)品，以標(biāo)準(zhǔn)使各專業(yè)領(lǐng)域之間的工作形成合力，加快業(yè)務(wù)發(fā)展和與國際接軌的步伐

9、集約高效的資源

通過氣象云建設(shè).實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)資源、計算資源和存儲資源的集約化管理，大幅提高數(shù)據(jù) 計算、存儲資源和場地環(huán)境資源的使用效率，大幅降低能耗節(jié)省氣象業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)效率和效益的成倍提升。

10、統(tǒng)一簡約的管理

在氣象數(shù)據(jù)、計算、存儲和場地環(huán)境資源集約化管理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)氣象部門全業(yè)務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和運(yùn)行維護(hù)，提高業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)維的專業(yè)化水平，降低運(yùn)維成本，提高運(yùn)維效率?；谠O(shè)備/系統(tǒng)狀態(tài)信息的獲取和分析，形成氣象業(yè)務(wù)整體和各業(yè)務(wù)版塊的實(shí)時運(yùn)行態(tài)勢圖，進(jìn)而完成對氣象業(yè)務(wù)整體的監(jiān)控，以及各業(yè)務(wù)版塊的分級監(jiān)控。

（二）三個關(guān)鍵點(diǎn)

這里的所謂關(guān)鍵點(diǎn)，是指那些在未來氣象信息化過程中作用十分重要，而又被人們長期忽視的環(huán)節(jié)和技術(shù)，已達(dá)成共識并已著手開始操作的關(guān)鍵點(diǎn)（如“氣象云”等）不再列入討論。

1、氣象信息資源梳理（規(guī)劃）

氣象信息資源梳理（規(guī)劃）是指對氣象部門業(yè)務(wù)運(yùn)行及業(yè)務(wù)管理所需要的信息，全面系統(tǒng)的做好從采集、處理、傳輸?shù)绞褂玫囊?guī)劃。其核心是運(yùn)用信息工程和數(shù)據(jù)管理理論及方法，通過總體數(shù)據(jù)規(guī)劃，打好數(shù)據(jù)管理和資源管理的基礎(chǔ)，從而作用到應(yīng)用架構(gòu)層次，促進(jìn)集成化開發(fā)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)要使各單位內(nèi)部，單位之間，部門與外部門的頻繁、復(fù)雜的信息流暢通，充分發(fā)揮信息資源的作用，就必須要進(jìn)行統(tǒng)一全面的規(guī)劃。

對于一個氣象信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)，必須首先明了系統(tǒng)運(yùn)行所必需的信息資源情況，即：需要哪些信息（數(shù)據(jù)），這些信息從哪里來，以及它的時空范圍頻次、質(zhì)量等等，如果這些條件無法全部滿足 那么對它的最低要求是什么，它的替代信息（數(shù)據(jù)）是什么，替代的數(shù)據(jù)源在哪里等等，對于業(yè)務(wù)單位和業(yè)務(wù)部門而言，也是如此。

信息資源規(guī)劃是一個完備的信息化建設(shè)體系中不能跨過的工作任務(wù)。做好氣象信息資源梳理（規(guī)劃）工作對信息化工作的進(jìn)一步深入和提高有極其深遠(yuǎn)的意義：首先，信息資源規(guī)劃作為氣象信息化戰(zhàn)略規(guī)劃的重要組成部分，是基石，也是有益的補(bǔ)充，能幫助完善整個氣象信息化建設(shè)的框架思路.對氣象部門做好信息化建設(shè)工作提供更好更全面的指導(dǎo)。另外，信息資源規(guī)劃遵循信息工程原理，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)規(guī)范化處理在氣象信息化建設(shè)中的中心和基礎(chǔ)作用，強(qiáng)調(diào)氣象部門中各種業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)和信息流的通暢。通過氣象信息資源規(guī)劃建立信息資源管理基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，才能進(jìn)行合理有序的氣象信息資源整合，在真正意義上消除“信息孤島”，為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的集成奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

通過信息資源規(guī)劃，可幫助理清并規(guī)范表達(dá)業(yè)務(wù)流程上各業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)做為用戶對上游業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的信息資源需求，落實(shí)“應(yīng)用主導(dǎo)”，從而完成流程整體的信息需求梳理。在此基礎(chǔ)上，建立氣象信息標(biāo)準(zhǔn)和信息系統(tǒng)模型，用這些標(biāo)準(zhǔn)和模型來衡量現(xiàn)有的氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)及各種應(yīng)用，符合的就繼承并加以整合，不符合的就進(jìn)行改造優(yōu)化或擇機(jī)重新開發(fā)。

2、氣象信息化戰(zhàn)略規(guī)劃

進(jìn)行氣象信息化戰(zhàn)略規(guī)劃的目的，一是為了識別氣象信息化的關(guān)鍵需求，制定切合實(shí)際的氣象信息化目標(biāo)和長遠(yuǎn)計劃，二是為了設(shè)計氣象信息化體系架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全局性的資源、功能和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)化整合，三是為了形成氣象信息化的治理結(jié)構(gòu)，為具體業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)提供管理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：四是為了在氣象部門內(nèi)部達(dá)成信息化建設(shè)共識，創(chuàng)造變革的有利環(huán)境。

氣象信息化戰(zhàn)略規(guī)劃至少應(yīng)包括：

“戰(zhàn)略性的氣象信息系統(tǒng)計劃” 在總的業(yè)務(wù)規(guī)劃（含組織計劃）和氣象信息系統(tǒng)計劃之間建立明確的關(guān)聯(lián)；

“業(yè)務(wù)架構(gòu)的信息需求分析”：在氣象信息資源梳理（規(guī)劃）的基礎(chǔ)上，識別并整理出整體業(yè)務(wù)架構(gòu)的完備的氣象信息資源需求，建立起戰(zhàn)略性的氣象信息系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，以指導(dǎo)具體的氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)規(guī)劃；

“資源分配”：對氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)資源進(jìn)行管理。

需要注意的是，氣象信息化戰(zhàn)略規(guī)劃不是“大而全”，而是“準(zhǔn)而精”，不是“熱點(diǎn)組合”、而是“需求點(diǎn)組合”，不是“盲目跟風(fēng)”、而是“為我所用”，不是“形成報告”、而是“達(dá)成共識“。因此，氣象信息化戰(zhàn)略規(guī)劃應(yīng)當(dāng)是動態(tài)的、可變的、漸進(jìn)的，在基本藍(lán)圖明確后，根據(jù)實(shí)際情況不斷對細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，采用逐步迭代方式向目標(biāo)靠攏。

3、SOA：應(yīng)用軟件碎片化的基石

所謂軟件碎片化，是指氣象應(yīng)用軟件將會以應(yīng)用軟件組件群的方式出現(xiàn)在氣象業(yè)務(wù)平臺或者網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等各領(lǐng)域，每一個應(yīng)用軟件組件實(shí)現(xiàn)特定的有限功能（如：解碼、繪圖、數(shù)據(jù)庫接口、特定算法等），并在松耦合框架下，支持用戶的任意組合，以實(shí)現(xiàn)其所需要的業(yè)務(wù)功能組合，氣象業(yè)務(wù)的創(chuàng)新環(huán)境將因此而變得異常寬松和自由。

SOA主要是用來解決松耦合系統(tǒng)的集成問題的.它把松耦合的應(yīng)用封裝成服務(wù)組件，屏蔽掉底層的復(fù)雜性，然后在服務(wù)組件之間通過簡單的精確定義的接口進(jìn)行信息交互，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的集成、SOA不關(guān)心底層的變化，即便服務(wù)組件內(nèi)部發(fā)生變化，由它封裝的服務(wù)組件依然能夠繼續(xù)使用。

所以，在氣象云平臺搭建之后，所謂SaaS層面的具體呈現(xiàn)，是氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件的碎片化。而實(shí)現(xiàn)軟件碎片化的基礎(chǔ)和依據(jù)，便是SOA的引入和實(shí)際應(yīng)用。

當(dāng)然，原教旨意義上SOA所提供的服務(wù)與云計算提供的SaaS有所不同，但就軟件碎片化所能夠給氣象業(yè)務(wù)創(chuàng)新帶來的蓬勃生機(jī)而言，兩者在理念和效果上都是相同的、

六、結(jié)語

信息化是人類社會永恒的話題，氣象部門也是如此。然而氣象信息化與氣象學(xué)科的科技攻關(guān)不同，后者是努力在瞄準(zhǔn)的幾個關(guān)鍵性指標(biāo)上接近、達(dá)到甚至超過國際先進(jìn)水平，而氣象信息化則更多地關(guān)注氣象部門乃至行業(yè)整體生態(tài)狀況的全面改善：通過以“智慧氣象”為主題的氣象信息化建設(shè)，氣象部門的感知能力將更加敏銳完整而透徹，對外界變化的判識理解能力將更加準(zhǔn)確細(xì)微，做出的反應(yīng)更加及時到位.同時其周身將持續(xù)保持著旺盛的生命活力。

氣象信息化是氣象部門整體的工作 而不單單是氣象信息技術(shù)部門的工作。氣象信息化涉及到氣象業(yè)務(wù)的方方面面，而不僅限于以公共IT資源建設(shè)。管理和服務(wù)為主業(yè)的氣象IT部門業(yè)務(wù)范圍。氣象信息化是一個漫長的過程，考驗著我們的知識、智慧、心胸、勇氣和耐力。氣象信息化需要所有氣象人的共同努力。